Design and fabrication of lignin base implantable patch
Lignin tabanlı implante edilebilir yamanın tasarımı ve üretimi
- Tez No: 1007463
- Danışmanlar: PROF. DR. GÖZDE İNCE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Fıtık onarımı genellikle, kronik ağrı, enfeksiyon veya yabancı cisim reaksiyonu gibi uzun dönem komplikasyonlara yol açabilen sentetik meshlerin kullanımına dayanmaktadır. Bu sınırlamaları aşmak amacıyla, bu çalışmada biyobozunur ve biyobozunur olmayan fonksiyonel katmanları bir arada içeren, lignin esaslı çift katmanlı implant edilebilir bir fıtık yaması tasarlanmış ve üretilmiştir. Biyobozunur katman, lignin ile harmanlanmış sülfonlanmış polieter eter keton (SPEEK) kullanılarak hazırlanırken, kalıcı destek katmanı polikaprolakton (PCL), politetrafloroetilen (PTFE) ve lignin kompozitinden üretilmiştir. Her iki katman da, yumuşak doku entegrasyonu için uygun nanolifli yapıların elde edilmesini sağlayan elektrospinning tekniği ile üretilmiştir. SPEEK/lignin katmanı, PBS ortamında 45 gün boyunca kontrollü bir bozunma sergilemiş ve sitotoksik bir etki göstermemiştir. Bozunma süreci; hidrolitik zincir kopmaları, sülfonik asit gruplarının kaybı ve ligninin kademeli olarak ortamdan uzaklaşması ile yönetilmiş, bu durum polimer ağı içerisindeki hidrojen bağları ve π–π etkileşimlerinin zayıflamasına yol açmıştır. Bu kimyasal değişimler, lif şişmesi, incelme ve gözenek oluşumu gibi morfolojik dönüşümlerle uyumlu bulunmuştur. Biyobozunur olmayan PCL/PTFE/lignin katmanı ise uzun dönem mekanik stabilite sağlamış; yüksek çekme dayanımı göstermiş ve 10 ay sonunda %9'dan daha az kütle kaybı ile karın duvarının güvenilir şekilde desteklenmesini mümkün kılmıştır. Doğal, sürdürülebilir, çevre dostu ve düşük maliyetli bir polimer olan ligninin yapıya dahil edilmesi, yamanın çevresel ve ekonomik yönlerini iyileştirirken biyouyumluluğunu da artırmıştır. Geliştirilen çift katmanlı nanolifli yama; geçici biyobozunur destek, nano-ilaç yükleme ve kontrollü ilaç salımı potansiyeli, kalıcı mekanik güçlendirme, biyouyumluluk ve sürdürülebilir malzeme tasarımı özelliklerini bir araya getirerek geleneksel sentetik meshler için umut vadeden bir alternatif sunmaktadır. Bu çalışma, fıtık onarımı için yeni nesil cerrahi implantlarda lignin esaslı nanokompozitlerin potansiyelini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Hernia repair commonly relies on synthetic meshes that may cause long-term complications such as chronic pain, infection, or foreign-body reaction. To address these limitations, this study presents the design and fabrication of a lignin-based double-layer implantable patch for hernia repair, integrating both biodegradable and non-degradable functional layers. The degradable layer was fabricated from sulfonated polyether ether ketone (SPEEK) blended with lignin, while the permanent support layer was produced using a composite of polycaprolactone (PCL), polytetrafluoroethylene (PTFE), and lignin. Both layers were manufactured using the electrospinning technique, enabling the formation of nanofibrous structures suitable for soft-tissue integration. The SPEEK/lignin layer exhibited controlled degradation over 45 days in PBS and showed no cytotoxicity. Its degradation was governed by hydrolytic chain scission, loss of sulfonic acid groups, and gradual lignin leaching, which weakened hydrogen bonding and π–π interactions within the polymer network. These chemical changes corresponded with morphological transitions such as fiber swelling, thinning, and pore formation. The non-degradable PCL/PTFE/lignin layer provided long-term mechanical stability, showing strong tensile properties and a minimal mass loss of less than 9\% after 10 months, ensuring reliable reinforcement of the abdominal wall. The incorporation of lignin as a natural, sustainable, eco-friendly, and cost-effective polymer improved the environmental and economic aspects of the patch while enhancing biocompatibility. The developed double-layer nanofibrous patch offers a promising alternative to conventional synthetic meshes by combining temporary biodegradable support with the potential for nano-drug loading and controlled drug release, permanent mechanical reinforcement, biocompatibility, and sustainable material design. This work highlights the potential of lignin-based nanocomposites for next-generation surgical implants for hernia repair.
Benzer Tezler
- Nanokristal selüloz ve lignin katkılı polilaktik asit esaslı tek ve iki katmanlı aktif gıda ambalaj filmlerinin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of polylactic acid based mono- and bilayer active food packaging films incorporated with nanocrystalline cellulose and lignin
EZGİ İNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Gıda MühendisliğiSakarya ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEHRA AYHAN
- Kenevir liflerinden çevre dostu tümü-selüloz kompozit elde edilmesi
Environmentally friendly all-cellulose composite production from hemp fibers
SİNEM LALOĞLU
Doktora
Türkçe
2026
Ormancılık ve Orman Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaOrman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CELİL ATİK
- Design and fabrication of mos solar cells
Mos güneş pillerinin tasarım ve yapımı
HAYRİYE TÜTÜNCÜLER
Yüksek Lisans
İngilizce
1994
Fizik ve Fizik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SADETTİN ÖZYAZICI
- Design and fabrication of electrostatically actuated nanotweezers by guided self-assembly
Elektrostatik hareket prensibi ile çalışan nano cımbızların tasarımı ve yönlendirilmiş kendinden birleşme metodu ile üretimi
ÖZLEM ŞARDAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. ERDEM ALACA
- Design and fabrication of polymer magnetic actuators for scanning
Tarama uygulamaları için polimer manyetik tahrikleyici tasarımı ve üretimi
OLGAÇ ERGENEMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN ÜREY